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两性淀粉增强作用的电荷分析研究

提〓要：本文对两性淀粉的增强作用进行了电荷分析研究，测定了在新材料领域淀粉用量对 纸料电荷以及纸页强度的影响。 关键词：两性淀粉；增强剂；电荷；CTR 1〓前〓言 添加干强剂是改善纸页强度的主要方法之一，淀粉衍生物是最常用的一种干强剂。为了使淀粉参与纤维间的结合，淀粉必须吸附在纤维表面上，淀粉要大量留着就必须有阳离子电荷。Marten已经证实，纤维对淀粉的吸附是因为淀粉紧密地束缚住了纤维表面的羧基，纤维对淀粉的吸附是不可逆的。有效地利用索尔维特别关注中国的植入物和医疗装备这两个板块淀粉就必须提供淀粉在纤维表面快速完全吸附的环境，以及使淀粉与其它添加剂或干扰物的副作用最小，这就要求必须取得淀粉吸附、电荷密度和添加量之间的平衡。 〓〓从电化学以及多种活喷涂设备性基团的协同效应的角度，两性淀粉独特的作用原理是： 〓〓(1)它所含的阴离子基团有助于清除体系中妨碍淀粉吸附在纤维上的那些阴离子物质。 〓〓(2)分子中的阴离子基团对阳离子基团起保护作用，电性排斥那些体系中存在的高活性“杂”阴离子，从而使淀粉中的阳离子基团不会发生过早的反应或被“杂”阴离子中和掉。 〓〓(3)因纤维带负电荷，故容易吸附阳离子，但也易吸附其它带正电荷的阳离子物质，这会削弱淀粉与纤维间的吸附，而两性淀粉中的阴离子基团能给予弥补。 〓〓(4)两性淀粉的电荷基本平衡，那些未被留着的淀粉，在白水系统中不易导致电荷失衡。 〓〓(5)在中碱性体系中，离子电荷的平衡敏感度较 大，即体系中较易出现过阳离子化，两性淀粉使体系的可控程度大大提高，从而便于使用。 〓〓(6)两性淀粉除阴、阳离子基团产生协同效应外，其非离子基团也能进一烟囱步强化其某方面的性能，使其具有比一般变性淀粉更突出的应用效果。 2〓实验材料与方法 2.1〓原料 2.1.1〓纸纸料：取自吉林某纸厂，已添加4.5%滑石粉，1.0%硫酸铝。 2.1.2〓两性淀粉：天津轻工业学院造纸研究室制备。 2.2〓实验主要仪器和设备 〓〓pHS-25型酸度计，标准纤维疏解机（英国产），抄片器（德国产），ZL-30型摆锤式纸张拉力机，ZQJ10型纸张多摆撕裂度仪，YQ-Z-31型MIT耐折度测定仪。 2.3〓实验方法切削刀具 2.3.1〓利用胶体滴定进行电荷分析 〓〓CTR是指纸料微粒表面阴电荷需求量对阳电荷需求量的比值，该比值指出体系是“风机备件纯阴电荷性”还是“纯阳电荷性”。若CTR＞1，则试样为阳性；若CTR＜1，则试样为阴性；若CTR=1，则试样为中性。 2.3.2〓抄片 〓〓在标准疏解机中把3%浓度的纸料疏解5min，稀释成0.3%的浓度，混合均匀，在抄片前加入两性淀粉。 2.3.3〓抄片物理性能按《造纸工业测试方法标准汇编》(1990)所规定的方法测定。 延长保质期的包装3〓结果与讨论 3.1〓两性淀粉用量对纸纸料电荷密度的影响 3.1.1〓两性淀粉用量对纸料可溶净电荷的影响

从图1可以发现，纸纸料的可溶净电荷随两性淀粉用量的增加而增大，在用量为1.5%时，可溶净电荷达到正电性。在用量低于0.5%时，可溶净电荷正电性的增加较小，而用量大于0.5%时，可溶净电荷正电性增加的趋势更显著。这说明，在淀粉用量较高时，吸附于微粒表面的量相对减少，也就是说，存在于水介质中的量相对增加，使溶解电荷的正电性增强。

图1游两性淀粉用量对可溶净电荷的影响

3.1.2〓两性淀粉用量对纸料表面阴电荷需求量的影响

由图2可见，纸纸料的表面阴电荷需求量随淀粉用量的增加而增加。在淀粉用量较低时，纸料表面阴电荷需求量的变化非常显著；用量大于0.5%后，对表面阴电荷需求量的影响很小。这是因为在用量较低时，淀粉在微粒表面吸附量的变化较大，而淀粉的吸附量有一定的限度，在达到一定值后，吸附量增加的速度明显减小，因此微粒表面阴电荷需求量的增加幅度也变得很小。